高強(qiáng)度絕緣繩在中短波天線架設(shè)維護(hù)中的應(yīng)用

徐暴

摘 要：本文主要闡述中短波天線在架設(shè)維護(hù)中引進(jìn)的新型材料，該材料具有高強(qiáng)度，耐腐蝕，耐溫差反復(fù)等特性，能在中短波天線架設(shè)維護(hù)中代替原有的鋼絲繩，鋼絞線和棒型絕緣等材料，如果能科學(xué)有效的利用該材料，就可以將中短波架設(shè)工程半工廠化，從而簡化中短波天線維護(hù)，降低中短天線故障，安全有效地保證傳輸發(fā)射。

關(guān)鍵詞：中短波天線;高強(qiáng)度絕緣繩;鋼絞線

中圖分類號：TN822 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）04-0082-02

0 引言

隨著我國的廣播事業(yè)取得了翻天覆地的變化，廣播技術(shù)的迅猛發(fā)展推動著廣播天線的革新?lián)Q代。目前，國內(nèi)的中短波發(fā)射天線還主要采用鋼絲繩和高頻瓷件結(jié)合的方式作為天線的固定和吊裝材料。隨著國內(nèi)高頻瓷生產(chǎn)廠家生產(chǎn)能力的逐漸減弱和供貨能力下降，中短波發(fā)射臺非常需要一種產(chǎn)品來取代高頻瓷件。該產(chǎn)品從性能、測試報告和使用經(jīng)驗(yàn)看，都完全滿足大功率中短波天線的使用要求?，F(xiàn)就目前我國中短波天線的種類及技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行簡要概述，著重介紹如何科學(xué)合理地使用該產(chǎn)品，為中短波天線架設(shè)維護(hù)開辟新道路，將中短波天線架設(shè)實(shí)行半工廠化，為中短波檢修維護(hù)奠定基礎(chǔ)。

1 中短波天線的簡介

1.1 中波天線

我們目前應(yīng)用最廣泛的天線稱為傳統(tǒng)中波天線，傳統(tǒng)中波天線有兩種：一種是桅桿式天線，另一種是自立式中波天線。

1.1.1 桅桿式天線

20世紀(jì)30年代，桅桿式天線是中波廣播的唯一天線，桅桿式天線一般采用三角形截面，考慮運(yùn)輸和架設(shè)的方便，塔節(jié)長度一般為4m～5m。塔節(jié)之間采用法蘭盤和螺栓連接。桅桿式天線拉線采用三方拉線，拉線采用鍍鋅鋼絲繩，為避免鋼絲繩上感應(yīng)電流的二次輻射對發(fā)射方向的影響，拉線上需要用絕緣子分開。桅桿式天線結(jié)構(gòu)型簡單，塔節(jié)形式規(guī)整，易于加工，整體造價較低，在我國得到了廣泛的認(rèn)可。

桅桿天線具有工藝簡單，價格低廉的優(yōu)點(diǎn)，但在發(fā)射低頻、大功率信號時，由于桅桿較高，還需要在塔身外加裝天線籠，使得底部壓力很大，而且增加了底座絕緣子的費(fèi)用。另外，拉線與地面呈45度左右受力較好，因此三方拉線繩的占地面積也大。隨著我國廣播覆蓋面積的增加，土地使用費(fèi)用增高造成征地困難，這種桅桿天線在國內(nèi)的應(yīng)用已經(jīng)越來越少了。

1.1.2 自立式中波天線

自立式中波天線的塔型采用拋物線型，這樣的結(jié)構(gòu)形式能夠最好的利用材料性能。它的每一個塔腳底部用用一帶有絕緣子的特制底座與塔架和地基基礎(chǔ)相連接，絕緣底座是中波發(fā)射天線的重要部件，它不僅有足夠的強(qiáng)度，更重要的是要起到將塔身高頻信號與大地隔絕的作用。與桅桿式天線相比，自立式中波天線占地面積小，場地容易解決，造型美觀，塔身采用熱鍍鋅防腐處理，很好地解決了沿海地區(qū)的強(qiáng)腐蝕問題。

1.2 短波天線

1.2.1 短波天線介紹

工作于短波波段（1～30MHz）的發(fā)射或接收天線，統(tǒng)稱為短波天線。短波的傳輸按傳輸路徑不同主要分為兩種，一種是通過電離層反射，稱為天波。由于太陽活動會對電離層造成一定的影響，所以這種方式傳輸?shù)牟ㄩL也要隨太陽活動的強(qiáng)弱發(fā)生變化;另一種是貼地表傳輸?shù)牡夭?。這種傳輸方式受相對介電常數(shù)和電導(dǎo)率的影響發(fā)生損耗。海水的相對介電常數(shù)和電導(dǎo)率都比較大，所以損耗較小，這也是為什么海事通信用這類通信較多。由于短波通信不像衛(wèi)星、光纖、電纜通信一樣，不需要中繼站，所以應(yīng)用比較廣泛，是現(xiàn)代遠(yuǎn)距離無線電通信的重要手段之一。

1.2.2 短波天線種類

短波天線形式很多，其中應(yīng)用最多的有對稱天線、同相水平天線、倍波天線、角型天線、T型天線、菱形天線、魚骨形天線等。和長波天線比較，短波天線的有效高度大，輻射電阻大，效率高，方向性良好，增益高，通頻帶寬。

1.2.3 短波同相水平天線

我局各發(fā)射臺現(xiàn)使用的短波天線基本上都是同相水平天線，同相水平天線由同相饋電的水平對稱振子組成的邊射式平面天線陣，為了保證單向的輻射和接收，在陣面的一側(cè)設(shè)置反射面。這種天線可用于短波干線通信或廣播和米波警戒雷達(dá)等。

這種天線使用多個相同對稱振子（全波振子或半波振子），在矩形平面內(nèi)平行排列成M層N列，層間距離為0.5λ0（λ0為設(shè)計(jì)波長），列間距離為λ0或0.5λ0。相鄰兩層的振子用雙線交叉連接，以便向各層振子同相饋電。從左到右，成對兩列振子（作為一組）在最低層分別用列分配饋線相連，成對兩組又分別用列分配饋線相連，最終合為一條主饋線連接發(fā)射機(jī)或接收機(jī)，列數(shù)為2、4或8等，各列分配饋線連接時嚴(yán)格對稱，以保證向各列振子同相饋電。每列各層振子電流等幅，各列振子電流也等幅。

同相水平天線為定向天線，如不計(jì)地面影響，最大輻射在邊射方向，方位平面和俯仰平面方向圖分別取決于陣面的水平和垂直方向的電尺寸Dλ=D/λ（D為實(shí)際尺寸，λ為波長），Dλ越大，則主瓣越窄。各振子電流等幅時，零功率和半功率寬度分別近似為115°/Dλ和51°/Dλ。平坦地面對方位平面方向圖無影響，但使俯仰平面方向圖的最大指向上仰。

1.3 中短波天線的維護(hù)

1.3.1 中波天饋線系統(tǒng)大修項(xiàng)目主要有

校驗(yàn)塔桅拉繩的初拉力，使其滿足設(shè)計(jì)值;全面檢査塔桅結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)檢査構(gòu)件開焊、斷裂、連接螺栓松動情況;塔桅拉繩及絕緣架檢查，更換器腐蝕或損傷的構(gòu)件、螺栓及拉繩;饋線系統(tǒng)檢查維護(hù)大修;抽查地錨，進(jìn)行防腐處理，地錨桿腐蝕嚴(yán)重的應(yīng)更換。

1.3.2 短波天饋線系統(tǒng)大修項(xiàng)目主要有

全面檢査天線幕，包括天線幕絕緣子的檢查及大修;天線幕饋電點(diǎn)檢查;天線振子連接點(diǎn)檢査;天線振子尾繩及八字線檢査;天線下引線檢查;鋼構(gòu)件刷漆防腐。

全面檢查天線支持物，包括測量塔桅垂直度;對拉繩索具螺旋扣進(jìn)行涂油保護(hù);檢查塔桅結(jié)構(gòu)并刷漆防腐;抽查拉繩地錨桿進(jìn)行防腐處理，如發(fā)現(xiàn)銹蝕嚴(yán)重應(yīng)立即更換;檢査鐵塔拉繩，對達(dá)到更換標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)立即更換。

2 高強(qiáng)度絕緣繩的簡介

2.1 產(chǎn)品簡介

該產(chǎn)品具有良好的機(jī)械強(qiáng)度，比同等直徑的鋼絲纜繩強(qiáng)度高2倍，卻比同等直徑的鋼絲纜繩輕85%左右。其耐用性、耐海水、耐化學(xué)藥品、耐紫外線輻射及溫差反復(fù)性均遠(yuǎn)高于鋼絲繩。繩體的材質(zhì)被廣泛應(yīng)用于防彈衣、安全帽、消防繩等安防行業(yè)，現(xiàn)代艦船也采用該產(chǎn)品替代傳統(tǒng)的鍍鋅鋼絲繩作為連接和拉力固定裝置。

另外，該產(chǎn)品具有良好的絕緣性、抗拉性和柔韌性，國外的大功率中短波發(fā)射天線大部分用該產(chǎn)品作為中波塔的拉繩和短波天線振子拉線。該產(chǎn)品從性能、測試報告和使用經(jīng)驗(yàn)看，都完全滿足大功率中短波天線的使用要求。

2.2 高強(qiáng)度絕緣繩型號及抗拉力參數(shù)（見表1）

2.3 產(chǎn)品照片及檢測報告

2.4 高強(qiáng)度絕緣繩的制作過程

制作過程簡單快捷，將連接頭和防水膠管套在高強(qiáng)度絕緣繩的兩端，用專用工具將絕緣繩兩頭外保護(hù)套去掉，去掉長度根據(jù)制作要求確定，把裸露出的繩心打散，越均勻越好，隨后將特質(zhì)安裝銷插在打散的繩心中心，將其帶入到連接頭中心，用專用工具打緊安裝銷，將防水膠管套在連接頭上，這樣一根高強(qiáng)度絕緣繩就制作完成了。制作完成后進(jìn)行拉力實(shí)驗(yàn)，如無問題便可投入使用。如果工廠化制作加工會更加快捷有效安全。

3 高強(qiáng)度絕緣繩在中短波中的應(yīng)用

3.1 高強(qiáng)度絕緣繩代替鋼絞線使用

3.1.1 鋼絞線的簡介

鋼絞線是由多根鋼絲絞合構(gòu)成的鋼鐵制品，可分為預(yù)應(yīng)力鋼絞線，無粘結(jié)鋼絞線，鍍鋅鋼絞線等。其碳鋼表面可以根據(jù)需要增加鍍鋅層、心鋁合金層、包鋁層、鍍銅層、涂環(huán)氧樹脂（epoxy coated）等。鋼絞線預(yù)應(yīng)力張拉施工設(shè)計(jì)控制張拉力，是指預(yù)應(yīng)力張拉完成后鋼絞線在錨夾具前的拉力。在鋼絞線預(yù)應(yīng)力張拉時，鋼絞線的外露部分，大部分被錨具和千斤頂所包裹，鋼絞線的張拉伸長量無法在鋼絞線上直接測量，故只能用測量張拉千斤頂?shù)幕钊谐蹋?jì)算鋼絞線的張拉伸長值，但同時還應(yīng)減掉鋼絞線張拉全過程的錨塞回縮量。鋼絞線的承載能力應(yīng)為總牽引力的4-6倍。

3.1.2 在短波天線中鋼絞線的使用

鋼絞線要配合蛋形絕緣子使用，每2.5-4米一個身子，身子連接中心用蛋形絕緣子連接，采用鋼絞線綁扎進(jìn)行連接，制作整條吊線時，有時會用到很多身子和單形絕緣子，連接后會出現(xiàn)尺寸偏差，通常用索具螺旋扣進(jìn)行調(diào)整，并且質(zhì)量很重，不便于搬運(yùn)，沿海地區(qū)使用易銹蝕。

3.1.3 高強(qiáng)度絕緣繩代替鋼絞線使用

高強(qiáng)度絕緣繩與鋼絞線相比具有高強(qiáng)度抗拉性，防腐蝕性，耐高溫性，且質(zhì)量輕，制作方便，一條吊繩只需要兩個專用連接頭即可，同時還具有蛋形絕緣子的高絕緣性，因此，高強(qiáng)度絕緣繩完全可以代替鋼絞線使用。

3.2 高強(qiáng)度絕緣繩代替鋼絲繩做中波拉繩

傳統(tǒng)的中波拉繩，是用鋼絲繩與絕緣件連接而成，通常直徑26mm以下拉繩制作采取編插的方法，中間要加絕緣蛋，直徑28mm以上的拉繩由于鋼絲繩直徑大、荷載大，需要澆鑄合金錨固頭而成（澆鑄合金錨固頭工藝十分繁瑣），將預(yù)制好的拉線與絕緣件進(jìn)行連接，具有高強(qiáng)度和絕緣性。但制作好的拉線相當(dāng)重，很不利于搬運(yùn)，給安裝帶來許多不便;高強(qiáng)度絕緣繩與鋼絲繩同等直徑時，高強(qiáng)度絕緣繩的抗拉性比鋼絲繩高2倍，卻比同等直徑的鋼絲纜繩輕85%左右，也具有很好的絕緣性能，且高強(qiáng)度絕緣繩的制作簡單方便，質(zhì)量輕盈，利于搬運(yùn)安裝。所以高強(qiáng)度絕緣繩完全可以代替原有的鋼絲繩和絕緣件，給中波天線的架設(shè)維護(hù)檢修減少工作量。

3.3 高強(qiáng)度絕緣繩為以后的檢修維護(hù)省去精力

現(xiàn)有的短波天線幕經(jīng)常出現(xiàn)絕緣斷裂，造成天線幕損壞，還有由高頻感應(yīng)引起的連接點(diǎn)虛接造成打火等情況，使用高強(qiáng)度絕緣繩代替部分棒型絕緣子，有效改善天線幕損壞情況，同時可以避免高頻打火，消除天線幕故障。

3.4 高強(qiáng)度絕緣繩有利于減少天線垂度

高強(qiáng)度絕緣繩與原有的鋼絞線相比，具有材料輕的優(yōu)點(diǎn)，將原有短波天線幕內(nèi)的鋼絞線用高強(qiáng)度絕緣繩代替減輕天線幕重量，降低垂度，有利于保證鐵塔的垂直度。

3.5 高強(qiáng)度絕緣繩在中短波饋線中的應(yīng)用

高強(qiáng)度絕緣繩在中短波饋線中代替棒型絕緣子，防止棒型絕緣斷裂造成饋線損壞，高強(qiáng)度絕緣繩擁有高于棒型絕緣子的抗拉性和絕緣性，可以很好地應(yīng)用到中短波饋線架設(shè)中。

4 高強(qiáng)度絕緣繩有利于短波天線架設(shè)向半工廠化方向發(fā)展

高強(qiáng)度絕緣繩制造規(guī)范，可以嚴(yán)格按照圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求進(jìn)行工廠化加工，將做好后的高強(qiáng)度絕緣繩進(jìn)行有序的標(biāo)注，架設(shè)安裝時，只需按照圖紙要求，認(rèn)真解讀圖紙，按標(biāo)注順序使用高強(qiáng)度絕緣繩，有利于短波天線幕的架設(shè)安裝，節(jié)約施工時間，省去鋼絞線的下料、綁扎、連接等工序，省去鋼絲繩編插，澆鑄等繁瑣工藝，消除連接時出現(xiàn)尺寸偏差等問題，同時也可省去部分棒型絕緣子，組裝時，只需將出場的標(biāo)準(zhǔn)高強(qiáng)度絕緣繩與制作好的天線振子進(jìn)行連接，便可快捷有效的架設(shè)一副短波天線幕。

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